من به عنوان تأمین کننده لوله های مستطیل شکل توخالی ، اغلب با مشتریانی روبرو می شوم که علاقه مند به درک چگونگی محاسبه لحظه بی تحرکی این لوله ها هستند. لحظه عدم تحرک یک پارامتر مهم در مهندسی و فیزیک است ، به ویژه هنگام تجزیه و تحلیل رفتار خم و پیچشی ساختارها. در این پست وبلاگ ، من یک راهنمای مفصل در مورد محاسبه لحظه عدم تحرک یک لوله مستطیل توخالی ارائه می دهم ، و همچنین بر اهمیت آن در کاربردهای عملی لمس می کنم.
درک مفهوم لحظه اینرسی
قبل از اینکه به محاسبه بپردازیم ، درک این نکته مهم است که لحظه بی تحرکی چه چیزی را نشان می دهد. به زبان ساده ، لحظه عدم تحرک (i) اندازه گیری مقاومت یک شی در برابر تغییرات در حرکت چرخشی آن است. این بستگی به توزیع جرم جسم و محور چرخش دارد. برای یک لوله مستطیل توخالی ، لحظه عدم تحرک را می توان در مورد محورهای مختلف محاسبه کرد ، به طور معمول محور x - محور و محور y که از طریق سانتروئید بخش صلیب عبور می کند.
خصوصیات هندسی یک لوله مستطیل توخالی
یک لوله مستطیل توخالی دارای عرض بیرونی (B) ، ارتفاع بیرونی (H) ، عرض داخلی (B₁) و ارتفاع داخلی (H₁) است. این ابعاد برای محاسبه لحظه بی تحرکی ضروری است. ناحیه متقاطع (A) از لوله مستطیل توخالی را می توان به این صورت محاسبه کرد:
[A = B \ Times H - B_1 \ Times H_1]
محاسبه لحظه اینرسی در مورد محور x -
لحظه عدم تحرک در مورد محور x ((i_x)) که از طریق سانتروئید بخش صلیب عبور می کند ، می تواند با استفاده از قضیه موازی - محور و فرمول برای لحظه عدم تحرک یک مستطیل جامد محاسبه شود. لحظه عدم تحرک یک مستطیل جامد در مورد محور X - محور آن توسط (\ frac {bh^3} {12}) داده شده است.
برای یک لوله مستطیل شکل توخالی ، لحظه عدم تحرک در مورد محور x -:
[i_x = \ frac {bh^3} {12}-\ frac {b_1h_1^3} {12}]
این فرمول لحظه عدم تحرک مستطیل داخلی را از لحظه عدم تحرک مستطیل بیرونی کم می کند.
محاسبه لحظه عدم تحرک در مورد محور y
به طور مشابه ، لحظه عدم تحرک در مورد محور y ((I_Y)) که از طریق سانتروئید بخش صلیب عبور می کند ، می تواند محاسبه شود. لحظه عدم تحرک یک مستطیل جامد در مورد محور y سانتروئید آن (\ frac {hb^3} {12}) است.
برای یک لوله مستطیل توخالی ، لحظه عدم تحرک در مورد محور y -:
[i_y = \ frac {hb^3} {12}-\ frac {h_1b_1^3} {12}]
محاسبه مثال
بیایید فرض کنیم ما یک لوله مستطیل توخالی با ابعاد زیر داریم:
- عرض بیرونی ((ب)) = 100 میلی متر
- ارتفاع بیرونی ((ح)) = 200 میلی متر
- عرض داخلی ((B_1)) = 80 میلی متر
- ارتفاع داخلی ((H_1)) = 180 میلی متر
ابتدا ، لحظه اینرسی را در مورد x - محاسبه کنید:
[i_x = \ frac {100 \ times200^3} {12}-\ frac {80 \ times180^3} {12}]
[i_x = \ frac {100 \ times8 \ times10^6} {12}-\ frac {80 \ times5.832 \ times10^6} {12]]
[i_x = \ frac {8 \ times10^8 - 4.6656 \ times10^8} {12}]
[i_x = \ frac {3.3344 \ times10^8} {12} \ تقریبی 2.7787 \ times10^7 \ mm^4]
بعد ، لحظه عدم تحرک در مورد محور y را محاسبه کنید:
[i_y = \ frac {200 \ times100^3} {12}-\ frac {180 \ times80^3} {12}]
[i_y = \ frac {200 \ times10^6} {12}-\ frac {180 \ times512000} {12}]
[i_y = \ frac {2 \ times10^8 - 9.216 \ times10^7} {12}]
[i_y = \ frac {1.0784 \ times10^8} {12} \ تقریبی 8.9867 \ times10^6 \ mm^4]
اهمیت لحظه عدم تحرک در کاربردهای عملی
لحظه عدم تحرک یک عامل مهم در بسیاری از برنامه های مهندسی است. در مهندسی سازه ، از آن برای تجزیه و تحلیل خمش و انحراف پرتوها و ستونهای ساخته شده از لوله های مستطیلی توخالی استفاده می شود. یک لحظه بالاتر اینرسی نشانگر مقاومت بیشتر در برابر خم شدن است که در ساختارهایی که نیاز به پشتیبانی از بارهای سنگین دارند مطلوب است.
در مهندسی مکانیک ، لحظه بی تحرکی برای طراحی اجزای چرخشی مانند شفت و چرخ دنده مهم است. این امر بر شتاب چرخشی و کاهش سرعت این مؤلفه ها و همچنین ثبات آنها در حین کار تأثیر می گذارد.
دامنه محصول ما
ما به عنوان تأمین کننده لوله های مستطیل توخالی ، ما طیف گسترده ای از محصولات را برای تأمین نیازهای متنوع مشتریان ارائه می دهیم. ما داریملوله مربع توخالی از جنس استنلس استیلوتاستیل ضدزنگ لوله گرد گرددر اندازه ها و مشخصات مختلف. لوله های ما از مواد با کیفیت بالا ساخته شده اند و از خصوصیات مکانیکی عالی و دوام اطمینان حاصل می کنند.
برای تهیه با ما تماس بگیرید
اگر علاقه مند به خرید لوله های مستطیل توخالی ما هستید یا به اطلاعات بیشتری در مورد لحظه محاسبات اینرسی نیاز دارید ، لطفاً با ما تماس بگیرید. ما تیمی از متخصصان داریم که می توانند در انتخاب محصول مناسب برای برنامه خود به شما کمک کنند و پشتیبانی فنی مفصلی را در اختیار شما قرار می دهند.
منابع
- Beer ، FP ، Johnston ، ER ، Mazurek ، DF ، Cornwell ، PJ ، & Self ، BP (2019). مکانیک وکتور برای مهندسان: استاتیک و دینامیک. مک گرا - آموزش هیل.
- Hibbeler ، RC (2016). مکانیک مواد. پیرسون
